Usuario:
Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E5 - Hielo Marino (Formación, Deriva y Propiedades)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4795
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Sea-ice Formation Sequence
La formación comienza cuando la temperatura superficial del océano cae por debajo del punto de congelación del agua de mar, cercano a −1,8 °C para una salinidad de 34 g/kg.
Grupo 2: Grupo 2: Brine Rejection and Deep-water Formation
Mientras el hielo marino crece expulsa sal hacia el agua líquida subyacente.
Grupo 3: Grupo 3: Thermodynamic Thickness Growth
El espesor del hielo marino que crece solo por efecto térmico aumenta con la acumulación de grados-día de congelación durante el invierno.
Grupo 4: Grupo 4: Wind- and Current-driven Drift
La deriva del hielo marino resulta del impulso combinado del viento y de las corrientes oceánicas.
Grupo 5: Grupo 5: Mechanical Convergence and Ridging
Cuando bloques de hielo marino convergen durante la deriva, aparecen esfuerzos mecánicos y deformación por compresión.
Grupo 6: Grupo 6: Ice–Albedo Positive Feedback
El hielo marino refleja aproximadamente entre 50 y 90 % de la radiación solar incidente, mientras el océano abierto refleja solo alrededor de 6 %.
Grupo 7: Grupo 7: Ocean–Atmosphere Exchange Barrier
Una cubierta continua de hielo marino actúa como barrera entre océano y atmósfera.
ID:1750
Grupo 1: Grupo 1: Sea-ice Formation Sequence
Descripción
La formación comienza cuando la temperatura superficial del océano cae por debajo del punto de congelación del agua de mar, cercano a −1,8 °C para una salinidad de 34 g/kg.
Pregunta clave: ¿Cómo se forma progresivamente el hielo marino desde agua de mar hasta placas consolidadas?
La formación comienza cuando la temperatura superficial del océano cae por debajo del punto de congelación del agua de mar, cercano a −1,8 °C para una salinidad de 34 g/kg. El proceso de formación del hielo marino comienza con la nucleación de diminutos cristales de frazil, pequeñas agujas de hielo hexagonal que se forman dentro del agua turbulenta; esos cristales de frazil se aglutinan entre sí para formar una capa de grasa de hielo sobre la superficie del mar, y esa grasa de hielo termina consolidándose en láminas delgadas llamadas nilas y, después, en placas de hielo marino ya reconocibles. El hielo marino se forma cuando la temperatura de la superficie del océano desciende por debajo del punto de congelación del agua de mar, cerca de menos uno coma ocho grados para una salinidad de treinta y cuatro gramos de sal por cada kilogramo de agua.
ID:6089
Grupo 2: Grupo 2: Brine Rejection and Deep-water Formation
Descripción
Mientras el hielo marino crece expulsa sal hacia el agua líquida subyacente.
Pregunta clave: ¿Cómo la expulsión de sal durante el congelamiento modifica la densidad del agua y contribuye a la circulación profunda?
Mientras el hielo marino crece expulsa sal hacia el agua líquida subyacente. Mientras el hielo marino sigue creciendo, va expulsando la sal que contenía hacia el agua líquida que tiene justo debajo, y esa agua salada que el hielo marino expulsa se vuelve más densa que el agua que la rodea, se hunde hacia el fondo del océano, y contribuye así a formar el agua profunda oceánica que alimenta la circulación termohalina de todo el planeta. El espesor del hielo marino que crece únicamente por efecto térmico, sin que ningún otro proceso lo perturbe, aumenta cada vez más despacio a medida que se acumulan más grados-día de congelación a lo largo del invierno, porque el propio hielo marino ya formado aísla cada vez mejor al agua líquida que tiene debajo del frío que hay en la superficie; esta relación de crecimiento autolimitante solo es válida para hielo marino inmóvil y en ausencia de un océano subyacente anormalmente cálido.
ID:6090
Grupo 3: Grupo 3: Thermodynamic Thickness Growth
Descripción
El espesor del hielo marino que crece solo por efecto térmico aumenta con la acumulación de grados-día de congelación durante el invierno.
Pregunta clave: ¿Cómo crece térmicamente el espesor del hielo marino y por qué ese crecimiento se autolimita?
El espesor del hielo marino que crece solo por efecto térmico aumenta con la acumulación de grados-día de congelación durante el invierno. El espesor del hielo marino que crece únicamente por efecto térmico, sin que ningún otro proceso lo perturbe, aumenta cada vez más despacio a medida que se acumulan más grados-día de congelación a lo largo del invierno, porque el propio hielo marino ya formado aísla cada vez mejor al agua líquida que tiene debajo del frío que hay en la superficie; esta relación de crecimiento autolimitante solo es válida para hielo marino inmóvil y en ausencia de un océano subyacente anormalmente cálido.
ID:6091
Grupo 4: Grupo 4: Wind- and Current-driven Drift
Descripción
La deriva del hielo marino resulta del impulso combinado del viento y de las corrientes oceánicas.
Pregunta clave: ¿Cómo viento, corrientes y rotación terrestre controlan la deriva del hielo?
La deriva del hielo marino resulta del impulso combinado del viento y de las corrientes oceánicas. El hielo marino, además de crecer, se desplaza a la deriva bajo el impulso combinado del viento y de las corrientes oceánicas, y esa deriva del hielo marino no sigue exactamente la dirección del viento que la impulsa, sino que se desvía de esa dirección por efecto de la rotación de la Tierra.
ID:6092
Grupo 5: Grupo 5: Mechanical Convergence and Ridging
Descripción
Cuando bloques de hielo marino convergen durante la deriva, aparecen esfuerzos mecánicos y deformación por compresión.
Pregunta clave: ¿Cómo la convergencia de bloques produce deformación, crestas y quillas?
Cuando bloques de hielo marino convergen durante la deriva, aparecen esfuerzos mecánicos y deformación por compresión. Cuando distintos bloques de hielo marino convergen entre sí durante esa deriva, se deforman mecánicamente unos contra otros y forman crestas de hielo comprimido sobre la superficie y quillas de hielo comprimido bajo el agua.
ID:6093
Grupo 6: Grupo 6: Ice–Albedo Positive Feedback
Descripción
El hielo marino refleja aproximadamente entre 50 y 90 % de la radiación solar incidente, mientras el océano abierto refleja solo alrededor de 6 %.
Pregunta clave: ¿Cómo la pérdida de hielo reduce el albedo y amplifica el calentamiento polar?
El hielo marino refleja aproximadamente entre 50 y 90 % de la radiación solar incidente, mientras el océano abierto refleja solo alrededor de 6 %. El hielo marino tiene además un efecto crítico sobre el albedo de la superficie polar: la superficie del hielo marino refleja entre un cincuenta y un noventa por ciento de la radiación solar que recibe, mientras que el océano abierto refleja apenas un seis por ciento de esa misma radiación solar. Cuando el calentamiento de origen humano reduce el mínimo estival del hielo marino ártico, queda expuesta una mayor superficie de océano abierto que absorbe mucha más radiación solar de la que el hielo marino perdido absorbía, ese océano expuesto se calienta, ese calentamiento adicional funde todavía más hielo marino, y esa retroalimentación positiva entre el hielo y el albedo es precisamente lo que amplifica el calentamiento en las regiones polares por encima del resto del planeta.
ID:6094
Grupo 7: Grupo 7: Ocean–Atmosphere Exchange Barrier
Descripción
Una cubierta continua de hielo marino actúa como barrera entre océano y atmósfera.
Pregunta clave: ¿Cómo una cubierta continua de hielo regula los intercambios entre océano y atmósfera?
Una cubierta continua de hielo marino actúa como barrera entre océano y atmósfera. El hielo marino, por último, funciona como una barrera que separa al océano de la atmósfera: bajo una cubierta continua de hielo marino, el intercambio de calor, de dióxido de carbono y de momento entre el océano y la atmósfera que hay encima se reduce drásticamente, de modo que el mismo hielo marino cuya formación, crecimiento y deriva describió esta descripción desde el comienzo termina regulando, también, cómo se comunican entre sí el océano y la atmósfera en las regiones polares. El hielo marino tiene además un efecto crítico sobre el albedo de la superficie polar: la superficie del hielo marino refleja entre un cincuenta y un noventa por ciento de la radiación solar que recibe, mientras que el océano abierto refleja apenas un seis por ciento de esa misma radiación solar.
ID:6095